EP1699584B1 - Inner chucking device and a chucking system equipped therewith - Google Patents

Abstract

An inner chucking device comprises a spindle flange (2) having a conical expansion mandrel (3). A segment chucking device (4) is mounted on said expansion mandrel can be moved into an operational position. For chucking, the segment chucking device (4) is tightened by means of a tensioning bolt (7). The spindle flange (2) is inserted into a corresponding chuck of a clamping chuck (10) by means of a truncated cone-shaped centering mandrel (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenspanneinrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie aus FR-A-2297107 bekannt ist. Eine Innenspanneinrichtung dieser Art ist insbesondere zur zeitweiligen Festlegung eines mit einer von außen zugänglichen Innengeometrie ausgestatteten Werkstückes geeignet und für den Bereich der Bearbeitung von Werkstücken insbesondere mit Werkzeugmaschinen, einsetzbar. Weiterhin betrifft die Erfindung ein mit einem derartigen Innenspannfutter ausgerüstetes Spannsystem.The invention relates to an inner clamping device, according to the preamble of claim 1 and as from FR-A-2297107 is known. An internal clamping device of this type is particularly suitable for the temporary fixing of a workpiece equipped with an externally accessible internal geometry, and can be used for the area of machining workpieces, in particular with machine tools. Furthermore, the invention relates to a equipped with such an inner chuck clamping system.

lnnenspanneinrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen beispielsweise zur Aufnahme von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine für Bearbeitungsprozesse wie Drehen oder Fräsen. Für eine Innenspannung ist an dem Werkstück eine von außen zugängliche Innenkontur, insbesondere in Form einer Bohrung oder einer prismatischen Ausnehmung erforderlich. In diese Innenkontur greift die Innenspanneinrichtung ein, wodurch eine Bearbeitung des Werkstücks an einer Außen- oder Innenkontur ermöglicht wird. Innenspanneinrichtungen werden bevorzugt für die Werkstückbearbeitung mit Dreh- oder Fräsmaschinen vorgesehen, andere Bearbeitungsprozesse wie Erodieren oder Schweissen sind ebenfalls denkbar.Internal clamping devices are known from the prior art in various embodiments. They serve for example for receiving workpieces on a machine tool for machining processes such as turning or milling. For an internal stress, an externally accessible inner contour, in particular in the form of a bore or a prismatic recess, is required on the workpiece. In this inner contour engages the inner clamping device, whereby a machining of the workpiece is made possible on an outer or inner contour. Internal clamping devices are preferably provided for the workpiece machining with turning or milling machines, other machining processes such as eroding or welding are also conceivable.

Aus dem Stand der Technik ist die DD 266 307 A1 bekannt, die eine Innenspanneinrichtung zur Lagebestimmung und Spannung von prismatischen Werkstücken mit bereits bearbeiteter Bohrung zeigt und für Werkzeugmaschinen mit automatischer Beschickung der Spanneinrichtung verwendbar ist. Dazu weist die Innenspanneinrichtung einen Druckbolzen auf, der von einem hydraulischen Antrieb angetrieben und in einer zylindrischen Bohrung geführt ist. Der Druckbolzen weist einen Außenkegel auf, an dessen konischer Mantelfläche gehärtete Stahlkugeln angeordnet sind, die in radialen Bohrungen gleiten können. Eine Bewegung des Druckbolzens führt zu einem Abwälzvorgang der Stahlkugeln an der Mantelfläche des Außenkegels des Druckbolzens, wodurch sich die Kugeln in radialer Richtung bewegen. Zur Übertragung einer Spannkraft auf eine Innenfläche des zu spannenden Werkstücks sind in den radialen Bohrungen Druckstifte vorgesehen, die mit den Stahlkugeln in Wirkverbindung stehen. Dadurch kann ein Werkstück über eine Wirkverbindung des Außenkegels, der Stahlkugeln und der Druckstifte der Innenspanneinrichtung mit der Innengeometrie des Werkstücks für Bearbeitungsvorgänge an Werkzeugmaschinen gespannt werden.From the prior art is the DD 266 307 A1 known, which shows an internal clamping device for determining the position and voltage of prismatic workpieces with already machined bore and machine tools with automatic loading of the clamping device can be used. For this purpose, the inner clamping device on a pressure pin, which is driven by a hydraulic drive and in a cylindrical bore is guided. The pressure pin has an outer cone, on whose conical lateral surface hardened steel balls are arranged, which can slide in radial bores. A movement of the pressure bolt leads to a rolling process of the steel balls on the outer surface of the outer cone of the pressure bolt, whereby the balls move in the radial direction. To transmit a clamping force on an inner surface of the workpiece to be clamped pressure pins are provided in the radial bores, which are in operative connection with the steel balls. As a result, a workpiece can be clamped via an operative connection of the outer cone, the steel balls and the pressure pins of the inner clamping device with the internal geometry of the workpiece for machining operations on machine tools.

Die US 4,079,896 zeigt eine Innenspanneinrichtung, bei der kreisringabschnittartige Spannsegmente, die eine konische Innengeometrie aufweisen, vorgesehen sind. Diese Spannsegmente sind auf einem konischen Spanndorn beweglich angebracht. Eine synchronisierte Bewegung der Spannsegmente längs einer Mittelachse des Spanndorns ist mittels eines Einstellrings vorgesehen, der über ein Gewinde in Wirkverbindung mit dem konischen Spanndorn steht. Durch die synchronisierte Bewegung der Spannsegmente längs der Mittelachse des Spanndorns tritt eine Keilwirkung zwischen den Spannsegmenten und dem Spanndorn auf, die zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung eines effektiven Durchmessers der Spannsegmente führt. Damit kann eine Innenkontur eines Werkstücks gespannt werden, wobei die Spannsegmente durch die Keilwirkung unter Vergrößerung des effektiven Durchmessers nach außen bewegt werden, um sich an die zu spannende Innenfläche des Werkstücks anzulegen. Um diese Bewegung der Spannsegmente hervorzurufen, muss der Einstellring relativ zum Spanndorn längs des Gewindes verdreht werden. Eine lineare Komponente dieser Bewegung wird auf die Spannsegmente übertragen, während eine Rotationskomponente der Bewegung zu Reibungskräften und dadurch zu Reaktionskräften in Umfangsrichtung der Innenspanneinrichtung führt.The U.S. 4,079,896 shows an inner clamping device, are provided in the annular ring-like clamping segments, which have a conical inner geometry. These clamping segments are movably mounted on a conical mandrel. A synchronized movement of the clamping segments along a central axis of the mandrel is provided by means of an adjusting ring, which is in threaded engagement with the conical mandrel. Due to the synchronized movement of the clamping segments along the central axis of the mandrel occurs a wedging action between the clamping segments and the mandrel, which leads to an increase or decrease of an effective diameter of the clamping segments. Thus, an inner contour of a workpiece can be stretched, wherein the clamping segments are moved by the wedge effect with enlargement of the effective diameter to the outside to apply to the exciting inner surface of the workpiece. To cause this movement of the clamping segments, the adjusting ring must be rotated relative to the mandrel along the thread. A linear component of this motion is transmitted to the clamping segments while a rotational component the movement leads to frictional forces and thereby to reaction forces in the circumferential direction of the inner clamping device.

Die FR-A-2 297 107 zeigt eine Innenspanneinrichtung mit einem Spindelflansch und einem stirnseitig angebrachten Aufnahmedorn, wobei der Aufnahmedorn einen sich verjüngenden, sechseckigen Querschnitt aufweist. Auf dem Aufnahmedorn ist eine bewegbare Segmentspanneinrichtung mit drei Spannsegmenten vorgesehen, die an ihrer Innenseite entsprechend zu dem Aufnahmedorn ausgebildet und an der Außenseite kreiszylindrisch ausgebildet ist. Ein zentraler Zugbolzen überträgt Betätigungskräfte auf die Segmentspanneinrichtung.The FR-A-2 297 107 shows an inner clamping device with a spindle flange and a front-mounted mandrel, wherein the mandrel has a tapered, hexagonal cross-section. On the mandrel a movable segment clamping device is provided with three clamping segments, which is formed on its inside corresponding to the receiving mandrel and formed on the outside of a circular cylinder. A central draw bolt transfers actuating forces to the segment clamping device.

Aufgabe und LösungTask and solution

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Innenspanneinrichtung und ein Spannsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, die kurze Rüstzeiten bei einer hohen Rundlaufgenauigkeit ermöglichen.The object of the invention is to provide an inner clamping device and a clamping system of the type mentioned that allow short setup times with a high concentricity.

Diese Aufgabe wird durch eine Innenspanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This object is achieved by an inner clamping device with the features of claim 1. Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the other claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.

Erfindungsgemäß ist an einem Spindelflansch, der insbesondere scheibenartig ausgeführt sein kann, ein zumindest abschnittsweise konischer Aufnahmedorn vorgesehen. Der Aufnahmedorn ist koaxial zu einer Mittelachse des Spindelflansches angebracht und für eine Übertragung von Kräften und Drehmomenten von dem Spindelflansch auf den Aufnahmedorn und umgekehrt vorgesehen. Auf dem Aufnahmedorn ist eine zwischen einer Ruheposition und einer Funktionsposition bewegbare Segmentspanneinrichtung vorgesehen, die zumindest zwei miteinander gekoppelte, gestaltfeste Spannsegmente aufweist. Die Spannsegmente sind insbesondere als Kreisringabschnitte mit konischer Innenkontur ausgeführt. Sie sind hinsichtlich ihrer Dimensionierung und Materialauswahl im Rahmen der für die Innenspannung von Werkstücken vorgesehenen Spannkräfte und Spannmomente im wesentlichen als gestaltfest anzusehen. Die zumindest zwei Spannsegmente sind elastisch miteinander gekoppelt, was insbesondere durch Gummielemente verwirklicht werden kann. Die Gummielemente sind dabei an gegenüberliegenden, in radialen Schnittebenen der Spannsegmente angeordneten Stirnseiten der Spannsegmente anvulkanisiert, um einen elastischen Verbund der Spannsegmente zu verwirklichen. An einer orthogonal zur Axialrichtung ausgerichteten Stirnseite der Spannsegmente ist eine Wirkverbindung mit einem Zugbolzen zur Übertragung von Betätigungskräften auf die Segmentspanneinrichtung vorgesehen. Dabei weist der Zugbolzen zumindest eine Wirkfläche auf, die eine Kraft- und/oder Momentenübertragung auf die Segmentspanneinrichtung erlaubt. Durch die Kräfte und/oder Momente wird eine Bewegung der Segmentspanneinrichtung auf dem Aufnahmedorn zwischen der Ruheposition und der Funktionsposition ermöglicht.According to the invention, an at least sectionally conical receiving mandrel is provided on a spindle flange, which may be designed in particular like a disk. The arbor is mounted coaxially with a central axis of the spindle flange and is provided for transmitting forces and torques from the spindle flange to the arbor and vice versa. On the mandrel is movable between a rest position and a functional position segment clamping device provided, which has at least two mutually coupled, stable design clamping segments. The clamping segments are designed in particular as circular ring sections with a conical inner contour. They are to be regarded in terms of their dimensioning and material selection in the context of provided for the internal stress of workpieces clamping forces and torques substantially as design stable. The at least two clamping segments are elastically coupled together, which can be realized in particular by rubber elements. The rubber elements are on opposite, vulcanized in radial cutting planes of the clamping segments arranged end faces of the clamping segments in order to realize an elastic composite of the clamping segments. At an orthogonal to the axial direction oriented end side of the clamping segments an operative connection with a tension bolt for transmitting actuating forces is provided on the segment clamping device. In this case, the draw bolt on at least one effective surface, which allows a force and / or moment transfer to the segment clamping device. The forces and / or moments enable movement of the segment clamping device on the receiving mandrel between the rest position and the functional position.

An dem Spindelflansch ist an einer dem Aufnahmedorn abgewandten Stirnseite ein zumindest abschnittsweise kegelstumpfförmiger Zentrierdorn vorgesehen, der ebenfalls wie der Aufnahmedorn konzentrisch zur Mittelachse des Spindelflansches angebracht ist. Der Zentrierdorn erlaubt eine zentrierte Anbringung des Spindelflansches an einer entsprechend gestalteten Aufnahme einer Werkzeugmaschine. Durch den kegelstumpfförmigen Zentrierdorn wird eine besonders vorteilhafte Zentrierung der Innenspanneinrichtung gegenüber der Werkzeugmaschine erreicht, so dass aufwendige Justagemaßnahmen zur Sicherstellung einer hohen Rundlaufgenauigkeit der Innenspanneinrichtung auf ein Minimum reduziert werden können und eine schnelle Anbringung der Innenspanneinrichtung an der Werkzeugmaschine möglich ist.On the spindle flange, an at least partially frusto-conical centering pin is provided on an end face facing away from the take-up mandrel, which is likewise attached concentrically to the central axis of the spindle flange, like the take-up mandrel. The centering allows a centered attachment of the spindle flange to a correspondingly shaped receiving a machine tool. By frustoconical centering a particularly advantageous centering of the inner clamping device relative to the machine tool is achieved so that complex adjustment measures to ensure high concentricity of the inner clamping device can be reduced to a minimum and a quick attachment of the inner clamping device on the machine tool is possible.

In Ausgestaltung der Erfindung ist der Zugbolzen mit einer Zugeinrichtung verbunden, die eine Schnittstelle für die Ankopplung eines in einem Spannfutter vorgesehenen Zugrohradapters aufweist. Eine Zugeinrichtung erlaubt eine Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften von einem Zugrohradapter, der in einem der Innenspanneinrichtung vorgeschalteten Spannfutter vorgesehen ist und der über ein von einer Werkzeugmaschine ansteuerbares Zugrohr mit Zug- und/oder Druckkräften beaufschlagt wird. Dadurch wird einerseits eine automatisierte Betätigung des Zugbolzens der Innenspanneinrichtung ermöglicht, andererseits sind dadurch auch hohe Zug- oder Druckkräfte mit hoher Dynamik auf den Zugbolzen übertragbar.In an embodiment of the invention, the tension bolt is connected to a pulling device which has an interface for the coupling of a provided in a chuck Zugrohradapters. A towing device allows a transmission of tensile and / or compressive forces of a Zugrohradapter, which is provided in a chuck upstream of the chuck and the via a controllable by a machine tool draft tube with tensile and / or compressive forces is charged. As a result, an automated actuation of the tension bolt of the inner clamping device is made possible on the one hand, on the other hand, thereby high tensile or compressive forces with high dynamics on the tension bolt can be transferred.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an der Zugeinrichtung zwischen einer Montageposition und einer Funktionsposition bewegbare Kopplungselemente für eine Wirkverbindung mit dem Zugrohradapter vorgesehen. Durch die Kopplungselemente lässt sich eine lösbare Wirkverbindung zwischen der Zugeinrichtung und dem Zugrohradapter verwirklichen, die eine schnelle Montage bzw. Demontage der Innenspanneinrichtung in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine erlaubt. Dadurch kann die Innenspanneinrichtung insbesondere an Spannfuttern angebracht werden, die ursprünglich lediglich zur Aufnahme von Spannköpfen oder Spannzangen bestimmt waren.In a further embodiment of the invention, movable coupling elements for an operative connection with the drawtube adapter are provided on the drawbar between a mounting position and a functional position. By the coupling elements can be a releasable operative connection between the traction device and the Zugrohradapter realize that allows rapid assembly or disassembly of the inner clamping device in a chuck of a machine tool. As a result, the inner clamping device can be attached, in particular, to chucks which were originally intended solely for holding clamping heads or collets.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kopplungselemente in radialer Richtung verschieblich an der Zugeinrichtung angebracht. Dadurch kann eine besonders wirkungsvolle Verbindung der Kopplungselemente mit dem Zugrohradapter verwirklicht werden, da die von dem Zugrohradapter zu übertragenden Druck- und/oder Zugkräfte nicht zu Kraftkomponenten führen, die eine Entriegelung der Kopplungselemente von dem Zugrohradapter hervorrufen könnten.In a further embodiment of the invention, the coupling elements are mounted in the radial direction displaceably on the pulling device. As a result, a particularly effective connection of the coupling elements with the drawtube adapter can be realized, since the pressure and / or tensile forces to be transmitted by the drawtube adapter do not lead to force components which could cause an unlocking of the coupling elements of the drawtube adapter.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kopplungselemente jeweils zumindest eine formschlüssig wirkende Riegelgeometrie auf. Damit können die Kopplungselemente insbesondere einen radial nach innen gerichteten, umlaufenden Bund des Zugrohradapters hintergreifen und somit eine hochbelastbare Verbindung zur Übertragung der Zug-und/oder Druckkräfte verwirklichen.In a further embodiment of the invention, the coupling elements each have at least one form-locking latch geometry. Thus, the coupling elements can engage in particular a radially inwardly directed, circumferential collar of Zugrohradapters and thus realize a heavy duty connection for transmitting the tensile and / or compressive forces.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit den Kopplungselementen verbundene Betätigungsvorrichtung vorgesehen. Dadurch wird insbesondere eine synchrone oder zeitlich aufeinanderfolgende Betätigung der Kopplungselemente ermöglicht, so dass ein Kopplungsvorgang zwischen der Innenspanneinrichtung und dem Zugrohradapter des Spannfutters in vorteilhafter Weise verwirklicht werden kann. Die Betätigungsvorrichtung ist insbesondere für eine kraft- und/oder formschlüssige Übertragung von Betätigungskräften auf die Kopplungselemente ausgelegt. Eine Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung kann durch Ansteuerkräfte in axialer und/oder in radialer Richtung vorgenommen werden.In a further embodiment of the invention, an actuating device connected to the coupling elements is provided. As a result, a synchronous or temporally successive actuation of the coupling elements is made possible, in particular, so that a coupling process between the inner clamping device and the draw tube adapter of the chuck can be realized in an advantageous manner. The actuating device is designed in particular for a non-positive and / or positive transmission of actuating forces on the coupling elements. A control of the actuator can be made by driving forces in the axial and / or radial direction.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung für die Ausübung radialer Kräfte auf die Kopplungselemente vorgesehen. Dadurch kann beispielsweise eine zuverlässige Verbindung der Kopplungselemente mit dem Zugrohradapter bewirkt werden, da die Haltekräfte in radialer Richtung den Formschluss zwischen den Kopplungselementen und dem Zugrohradapter bewirken. Axiale Kraftkomponenten, die über die Kopplungselemente auf die Zugeinrichtung übertragen werden, führen insbesondere zur Erhöhung einer Reibkraft der Kopplungselemente in den Führungen der Zugeinrichtung, wodurch eine zusätzliche Verstärkung der Haltekräfte der Kopplungselemente verwirklicht ist.In a further embodiment of the invention, the actuating device for the application of radial forces is provided on the coupling elements. As a result, for example, a reliable connection of the coupling elements can be effected with the Zugrohradapter because the holding forces in the radial direction cause the positive connection between the coupling elements and the Zugrohradapter. Axial force components, which are transmitted via the coupling elements on the pulling device, in particular lead to increase a frictional force of the coupling elements in the guides of the pulling device, whereby an additional reinforcement of the holding forces of the coupling elements is realized.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung zumindest abschnittsweise als Konus ausgeführt, der zumindest zeitweilig mit korrespondierenden Flächen der Kopplungselemente in Wirkverbindung steht. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte Umsetzung einer linearen Bewegung der Zugeinrichtung in radiale Bewegungen der zugeordneten Kopplungselemente verwirklichen. Je nach Ausgestaltung des Konus und der korrespondierenden Flächen der Kopplungselemente lässt sich eine selbsthemmende Wirkverbindung zwischen Betätigungsvorrichtung und Kopplungselementen realisieren. Damit wird verhindert, dass bei der Benutzung der Innenspanneinrichtung auftretende, den Haltekräften der Kopplungselemente entgegengerichtete Reaktionskräfte zu einem Ausweichen der Betätigungsvorrichtung und einer damit verbundenen Entriegelung der Innenspanneinrichtung von dem Zugrohradapter des Spannfutters führen.In a further embodiment of the invention, the actuating device is at least partially executed as a cone, which is at least temporarily in operative connection with corresponding surfaces of the coupling elements. This makes it possible to realize a particularly advantageous implementation of a linear movement of the pulling device in radial movements of the associated coupling elements. Depending on the design of the cone and the corresponding surfaces of the coupling elements can be a self-locking active connection between Implement actuator and coupling elements. This prevents that when using the inner clamping device occurring, the holding forces of the coupling elements opposing reaction forces lead to a deflection of the actuator and an associated unlocking of the inner clamping device of the draw tube of the chuck.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zugbolzen für eine Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung vorgesehen. Dadurch kann eine An- oder Abkopplung der Innenspanneinrichtung von dem Zugrohradapter durch eine entsprechende Verstellung des Zugbolzens bewirkt werden. Der Zugbolzen steht in Wirkverbindung mit der Betätigungsvorrichtung und bewirkt somit eine Bewegung der Kopplungselemente in oder gegen eine Verriegelungsrichtung mit dem Zugrohradapter. Dabei kann in Abhängigkeit einer Verstellposition des Zugbolzens eine Kraft-und/oder Bewegungsübertragung auf die Betätigungsvorrichtung stattfinden, wodurch die gewünschte Ver- oder Entriegelung der Kopplungselemente mit dem Zugrohradapter über die Betätigungsvorrichtung bewirkt werden kann.In a further embodiment of the invention, the tension bolt is provided for a control of the actuating device. Thereby, a coupling or decoupling of the inner clamping device can be effected by the Zugrohradapter by a corresponding adjustment of the tension bolt. The tension bolt is in operative connection with the actuating device and thus causes a movement of the coupling elements in or against a locking direction with the Zugrohradapter. In this case, depending on an adjustment position of the tension bolt, a force and / or motion transmission to the actuator take place, whereby the desired locking or unlocking of the coupling elements can be effected with the Zugrohradapter on the actuator.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Zugeinrichtung an Führungseinrichtungen des Spindelflanschs in Richtung einer Mittellängsachse zwischen einer Spannposition und einer Auswerfposition verschiebbar vorgesehen. Durch die Kopplung der Zugeinrichtung mit dem Zugbolzen kann dadurch in der Spannposition eine Zugkraft von der Zugeinrichtung auf den Zugbolzen und damit auf die Segmentspanneinrichtung hervorgerufen werden. Diese Zugkraft führt zu einer Bewegung der Segmentspanneinrichtung auf den zumindest abschnittsweise konischen Aufnahmedorn. Somit kann eine Durchmesservergrößerung der Segmentspanneinrichtung zur Spannung von Werkstücken hervorrufen werden. In einer Auswerfposition wird der Zugbolzen durch die Zugeinrichtung durch Druckkräfte in entgegengesetzter Richtung bewegt, so dass die Zugkraft auf die Segmentspanneinrichtung reduziert wird und ein Abspannen des Werkstücks ermöglicht wird. Eine Beweglichkeit der Zugeinrichtung ist insbesondere entlang einer Mittellängsachse des Spindelflansches vorgesehen, wodurch eine besonders vorteilhafte Kraftaufbringung auf den Zugbolzen und damit auf die Segmentspanneinrichtung verwirklicht werden kann.In a further embodiment of the invention, the pulling device is slidably provided on guide means of the spindle flange in the direction of a central longitudinal axis between a clamping position and an ejection position. As a result of the coupling of the towing device with the draw bolt, a tensile force can be caused by the draw device on the draw bolt and thus on the segment clamping device in the clamping position. This tensile force leads to a movement of the segment clamping device on the at least partially conical receiving mandrel. Thus, an increase in the diameter of the segment clamping device can be used to stress workpieces. In an ejection position of the tension bolt is moved by the pulling device by compressive forces in the opposite direction, so that the tensile force is reduced to the segment clamping device and a clamping of the workpiece is made possible. A mobility of the pulling device is provided in particular along a central longitudinal axis of the spindle flange, whereby a particularly advantageous application of force on the tension bolt and thus on the segment clamping device can be realized.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind für eine Positionierung der Zugeinrichtung in der Spannposition oder der Auswerfposition Federmittel vorgesehen. Damit kann eine Vorzugsposition der Zugeinrichtung festgelegt werden, die bei Fehlen von anderen Betätigungskräften zu einer eindeutigen Lage der Zugeinrichtung führt und somit insbesondere eine Montage oder Demontage der Innenspanneinrichtung erleichtert.In a further embodiment of the invention spring means are provided for a positioning of the pulling device in the clamping position or the ejection position. Thus, a preferred position of the pulling device can be set, which leads in the absence of other actuating forces to a unique position of the pulling device and thus facilitates in particular a mounting or dismounting of the inner clamping device.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Zugeinrichtung zumindest eine Auswerfereinrichtung angebracht, die zumindest zeitweilig mit der Segmentspanneinrichtung in Verbindung steht. Durch die Auswerfereinrichtung kann eine Kraft in entgegengesetzter Richtung zu einer über den Zugbolzen auf die Segmentspanneinrichtung aufgebrachten Zugkraft aufgebracht werden. Dadurch wird die Segmentspanneinrichtung von dem konischen Aufnahmedorn gedrückt und somit eine Verringerung des effektiven Außendurchmessers der Segmentspanneinrichtung erzielt. Mit der Auswerfereinrichtung können auch flache Keilwinkel zwischen dem Aufnahmedorn und den korrespondierenden Spannsegmenten verwirklicht werden, was in Anbetracht einer zwischen Aufnahmedorn und Spannsegmenten auftretenden Reibung eine Selbsthemmung hervorrufen kann. Dadurch kann eine besonders sichere Einspannung des Werkstücks erzielt werden. Zudem kann durch einen flachen Keilwinkel ein besonders langer, linearer Spannweg der Segmentspanneinrichtung auf dem Aufnahmedorn erzielt werden, wodurch zu spannende Werkstücke in axialer Richtung zuverlässig gegen einen Anschlag gespannt werden können. Die Auswerfereinrichtung, die an der Zugeinrichtung vorgesehen ist, übt eine Druckkraft in Richtung der Mittellängsachse der Innenspanneinrichtung auf die Segmentspanneinrichtung aus und bewirkt somit auch bei selbsthemmender Auslegung des Keilwinkels der Segmentspanneinrichtung und des Aufnahmedorns eine Zwangsbewegung zum Abspannen des Werkstücks.In a further embodiment of the invention, at least one ejector device is attached to the pulling device, which is at least temporarily in communication with the segment clamping device. By the ejector device, a force can be applied in the opposite direction to a tensile force applied to the segment clamping device via the tension bolt. Thereby, the segment clamping device is pressed by the conical receiving mandrel and thus achieved a reduction in the effective outer diameter of the segment clamping device. With the ejector and flat wedge angle between the mandrel and the corresponding clamping segments can be realized, which can cause self-locking in view of a friction occurring between mandrel and clamping segments. As a result, a particularly secure clamping of the workpiece can be achieved. In addition, a particularly long, linear clamping travel of the segment clamping device can be achieved on the mandrel by a flat wedge angle, which can be clamped to exciting workpieces in the axial direction reliably against a stop. The ejector device, the provided on the traction device, exerts a compressive force in the direction of the central longitudinal axis of the inner clamping device on the segment clamping device and thus causes even with self-locking design of the wedge angle of the segment clamping device and the mandrel a forced movement for clamping the workpiece.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Auswerfereinrichtung und der Segmentspanneinrichtung ein Auswerferring für eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung der Segmentspanneinrichtung vorgesehen. Durch den Auswerferring kann somit eine punktuelle Be- bzw. Überlastung der Segmentspanneinrichtung vermieden werden, weiterhin wird dadurch auch ein Verkanten der Segmentspanneinrichtung auf dem Aufnahmedorn verhindert, da eine Druckkraft verteilt über die gesamte axiale Stirnfläche der Segmentspanneinrichtung ausgeübt wird. Insbesondere kann durch den Auswerferring eine Beschädigung der anvulkanisierten Gummielemente zwischen den Spannsegmenten verhindert werden.In a further embodiment of the invention, an ejector ring is provided for a uniform application of force to the segment clamping device between the ejector device and the segment clamping device. Thus, a punctual loading or overloading of the segment clamping device can be avoided by the ejector ring, furthermore a tilting of the segment clamping device on the receiving mandrel is also prevented since a compressive force is distributed over the entire axial end face of the segment clamping device. In particular, damage to the vulcanized rubber elements between the clamping segments can be prevented by the ejector ring.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zugbolzen für die Ausübung einer Stellkraft auf die Betätigungsvorrichtung in Richtung seiner Mittellängsachse vorgesehen. Dadurch lässt sich eine besonders vorteilhafte, homogene und symmetrische Druckkraftübertragung von dem Zugbolzen auf die Betätigungsvorrichtung erzielen, wodurch die Kopplungselemente zwischen der Ruheposition und der Funktionsposition beweglich sind. Darüber hinaus ist eine Zugkraftübertragung nur möglich, wenn der Zugbolzen die Betätigungsvorrichtung so ansteuert, dass die Kopplungselemente in radialer Richtung in Kontakt mit dem Zugrohradapter treten.In a further embodiment of the invention, the tension bolt is provided for the exercise of a force on the actuating device in the direction of its central longitudinal axis. This makes it possible to achieve a particularly advantageous, homogeneous and symmetrical pressure force transmission from the tension bolt to the actuating device, as a result of which the coupling elements are movable between the rest position and the functional position. In addition, a tensile force transmission is only possible if the tension bolt controls the actuator so that the coupling elements in the radial direction in contact with the Zugrohradapter.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Zentrierdorn ein Konusring mit Wälzkörpern für eine reibungsarme und zentrische Abstützung an einem Aufnahmekonus des Spannfutters angebracht. Durch den Konusring mit Wälzkörpern wird eine Reibung zwischen dem Zentrierdorn und einem Aufnahmekonus des Spannfutters reduziert, wodurch wird ein einfacheres Montieren und Demontieren ermöglicht wird. Außerdem kann dadurch der Einfluss von Verschmutzungen auf den Zentrierdorn und/oder dem Aufnahmekonus des Spannfutters reduziert werden, da die Wälzkörper Schmutzpartikel auf dem Aufnahmekonus des Spannfutters verdrängen können. Der Konusring stellt somit eine zentrische und rundlaufgenaue Ausrichtung der Innenspanneinrichtung gegenüber dem Spannfutter sicher. Darüber hinaus werden auch Anhaftungseffekte des Zentrierdorns an dem Aufnahmekonus des Spannfutters, die bei längerer Anbringung der Innenspanneinrichtung an dem Spannfutter auftreten können und insbesondere durch Verharzen von Ölen oder Fetten oder durch Korrosion auftreten können, auf ein Minimum reduziert.In a further embodiment of the invention, a conical ring with rolling elements for a low-friction and central support on a receiving cone of the chuck is attached to the centering mandrel. By the conical ring with rolling elements reduces friction between the centering mandrel and a receiving cone of the chuck, thereby enabling easier mounting and demounting. In addition, this can reduce the influence of dirt on the centering mandrel and / or the receiving cone of the chuck, since the rolling elements can displace dirt particles on the receiving cone of the chuck. The conical ring thus ensures a centric and concentric alignment of the inner clamping device relative to the chuck. In addition, adhesion effects of the centering pin on the receiving cone of the chuck, which can occur during prolonged attachment of the inner clamping device to the chuck and can occur in particular by resinification of oils or fats or by corrosion are reduced to a minimum.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Spannsystem mit einem Spannfutter, das eine Schnittstelle zur Befestigung an einer Arbeitsspindel sowie eine Adaptereinrichtung für ein Zugrohr der Arbeitsspindel aufweist, und mit einer Innenspanneinrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, gelöst. Ein derartiges Spannsystem basiert insbesondere auf einem Spannfutter, das für Segmentspanneinrichtungen zur Außenspannung und/oder für Spannzangen vorgesehen ist und das durch die erfindungsgemäße Innenspanneinrichtung auch für entsprechende Innenspannanwendungen verwendbar gemacht wird. Das Spannfutter weist eine Schnittsstelle zur Befestigung an einer Arbeitsspindel auf, die insbesondere als Kombination aus einem Stirnflansch und einer Konusaufnahme ausgeführt sein kann. Weiterhin ist an dem Spannfutter eine Adaptereinrichtung für ein Zugrohr der Arbeitsspindel vorgesehen, die eine Übertragung der vom Zugrohr ausgeübten Zug- und/oder Druckkräfte auf eine Innen- oder Außenspanneinrichtung des Spannfutters ermöglicht. Somit dient das Spannfutter als Adapterstück zwischen der Arbeitsspindel und der Innenspanneinrichtung, wobei durch die strukturellen Eigenschaften des Spannfutters und der Innenspanneinrichtung eine schnelle Montage/Demontage der Innenspanneinrichtung bei einem minimalen Rundund Planlauffehler bewirkt werden kann.The problem underlying the invention is also solved by a clamping system with a chuck having an interface for attachment to a work spindle and an adapter device for a draw tube of the work spindle, and equipped with an internal clamping device according to the invention. Such a clamping system is based in particular on a chuck which is provided for segment clamping devices for external clamping and / or for collets and which is made usable by the inventive inner clamping device for corresponding internal clamping applications. The chuck has an interface for attachment to a work spindle, which can be designed in particular as a combination of a front flange and a cone holder. Furthermore, an adapter device for a draw tube of the work spindle is provided on the chuck, which allows a transmission of the tensile force exerted by the pull tube and / or pressure forces on an inner or outer clamping device of the chuck. Thus, the chuck serves as an adapter between the work spindle and the inner clamping device, wherein the structural properties of the chuck and the inner clamping device rapid assembly / disassembly of the inner clamping device can be effected with a minimum circular and axial runout.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und aus anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features will become apparent from the claims and from the description and drawings, wherein the individual features are each realized alone or in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and from other areas and advantageous and protectable Represent embodiments for which protection is claimed here. The subdivision of the application into individual sections as well as intermediate headings does not restrict the general validity of the statements made thereunder.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

zeigt in isometrischer Darstellung eine Vorderansicht einer In- nenspanneinrichtung,

Fig. 2

in isometrischer Darstellung eine rückseitige Ansicht der Innen- spanneinrichtung gemäß der Fig. 1,

Fig. 3

in ebener Darstellung eine Vorderansicht der erfindungsgemä- ßen Innenspanneinrichtung,

Fig. 4

in ebener Schnittdarstellung die Innenspanneinrichtung nach Fig. 3 und

Fig. 5

eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Spannsystems mit einer Innenspanneinrichtung sowie mit einem Spannfutter zur Aufnahme der Innenspanneinrichtung.

Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and will be explained in more detail below. In the drawings show:

Fig. 1

shows in isometric view a front view of an inner clamping device,

Fig. 2

in isometric view, a rear view of the inner clamping device according to the Fig. 1 .

Fig. 3

in a planar representation a front view of the inventive inner clamping device,

Fig. 4

in a planar sectional view of the inner clamping device Fig. 3 and

Fig. 5

a sectional view of a clamping system according to the invention with an inner clamping device and with a chuck for receiving the inner clamping device.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the embodiments

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist an einem Spindelflansch 2, der im wesentlichen als zylindrische Scheibe ausgeführt ist, eine Segmentspanneinrichtung 4 vorgesehen, die aus gestaltfesten Spannsegmenten 5 sowie aus Gummielementen 6 aufgebaut ist. Die Gummielemente 6 sind dabei stirnseitig an in etwa radial verlaufenden Schnittflächen der Spannsegmente 5 anvulkanisiert. An einer Stirnseite der Segmentspanneinrichtung 4 greift flächig ein umlaufender Bund des Zugbolzens 7 an, der für eine Ausübung einer Betätigungskraft auf die Segmentspanneinrichtung 4 vorgesehen ist. An einer dem Zugbolzen 7 abgewandten, axialen Stirnseite der Segmentspanneinrichtung 4 ist ein Auswerferring 17 vorgesehen, der flächig mit der Stirnseite der Segmentspanneinrichtung 4 in Wirkverbindung steht. Der Auswerferring 17 ist durch eine Auswerfereinrichtung 16 in axialer Richtung ansteuerbar und bewirkt eine Bewegung der Segmentspanneinrichtung 4 entgegengesetzt zu einer Zugrichtung des Zugbolzens 7.As in Fig. 1 is shown, on a spindle flange 2, which is designed substantially as a cylindrical disk, a segment clamping device 4 is provided, which is constructed of design-fixed clamping segments 5 and rubber elements 6. The rubber elements 6 are vulcanized on the front side of approximately radially extending cut surfaces of the clamping segments 5. On a front side of the segment clamping device 4 engages a circumferential collar of the tension bolt 7, which is provided for exercising an actuating force on the segment clamping device 4. On an axial end face of the segment clamping device 4 facing away from the tension bolt 7, an ejector ring 17 is provided, which is in operative connection with the end face of the segment clamping device 4. The ejector ring 17 can be actuated by an ejector device 16 in the axial direction and causes a movement of the segment clamping device 4 opposite to a pulling direction of the tension bolt 7.

An einer dem Zugbolzen 7 und der Segmentspanneinrichtung 4 abgewandten Seite des Spindelflansches 2 sind in Fig. 1 Kopplungselemente 12 dargestellt, die in radialer Richtung aus Führungsschlitzen eines Grundkörpers 26 einer Zugeinrichtung 9 ausfahrbar sind. Der Spindelflansch 2 weist an beiden axialen Stirnseiten kreisringförmige Planflächen 21 auf, die zur planen Anlage von bzw. an entsprechenden Aufnahmeeinrichtungen, wie insbesondere einem Spannfutter, vorgesehen sind. Weiterhin weist der Spindelflansch 2 mehrere Durchgangsbohrungen auf, die für eine Zugänglichkeit von nicht dargestellten Betätigungsschrauben eines ebenfalls nicht dargestellten Spannfutters vorgesehen sein können. Darüber hinaus sind an dem Spindelflansch 2 drei Befestigungsschrauben 23 vorgesehen, die eine Befestigung des Spindelflansches an dem nicht dargestellten Spannfutter ermöglichen.On a side facing away from the tension bolt 7 and the segment clamping device 4 side of the spindle flange 2 are in Fig. 1 Coupling elements 12 shown, which are extendable in the radial direction of guide slots of a base body 26 of a traction device 9. The spindle flange 2 has annular end faces 21 on both axial end faces, which are provided for the planar contact of or on corresponding receiving devices, such as, in particular, a chuck. Furthermore, the spindle flange 2 has a plurality of through holes, which for accessibility of actuating screws, not shown a chuck, also not shown, may be provided. In addition, two mounting screws 23 are provided on the spindle flange 2, which allow attachment of the spindle flange to the chuck, not shown.

Die in Fig. 2 in isometrischer Ansicht dargestellte Rückseite der Innenspanneinrichtung 1 zeigt den mit einem Konusring 18 nahezu vollständig abgedeckten Zentrierdorn 8 und die beweglich am Spindelflansch 2 vorgesehene Zugeinrichtung 9, die eine mit Zugschrauben 24 befestigte Abschlussplatte 25, die Kopplungselemente 12 sowie einen Grundkörper 26 aufweist.In the Fig. 2 shown in isometric view back of the inner clamping device 1 shows the almost completely covered with a conical ring 18 centering mandrel 8 and the movably provided on the spindle flange 2 drawbar 9 which has a fastening screws 24 fastened end plate 25, the coupling elements 12 and a base body 26.

In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist die zentrische Lage des Zugbolzens 7 und der Segmentspanneinrichtung 4 zum Spindelflansch 2 erkennbar. Die Segmentspanneinrichtung 4 weist drei Spannsegmente 5 und drei Gummielemente 6 auf, die symmetrisch jeweils um 120° versetzt angeordnet sind. Gemäß dem Schnitt A-A, dessen Verlauf in Fig. 3 dargestellt ist und der in Fig. 4 abgebildet ist, wird ersichtlich, wie der Zugbolzen 7 mit seinem umlaufenden Bund flächig an den Spannsegmenten 5 anliegt, die durch die Gummielemente 6 elastisch miteinander verbunden sind. An einer konischen Innenfläche 33 der Spannsegmente 5 ist ein flächiger Formschluss mit dem Aufnahmedorn 3 vorgesehen, der eine mit den Spannsegmenten 5 korrespondierende Konusgeometrie aufweist. An einer dem Zugbolzen 7 abgewandten Stirnseite weist die Segmentspanneinrichtung 4 einen stirnseitigen, flächigen Kontakt mit dem Auswerferring 17 der Auswerfereinrichtung 16 auf. Die Auswerfereinrichtung 16 weist weiterhin mehrere, zirkular verteilte Auswerferstangen 32 auf, die in dem Spindelflansch 2 verschieblich gelagert sind und in eine Sicherungsnut 34, wie sie in Fig. 1 erkennbar ist, eingreifen. Durch die Sicherungsnut 34, die in Wirkverbindung mit den Auswerferstangen 32 steht, kann eine Rotationsbewegung des Auswerferrings 17 verhindert werden, dadurch wird bei Klemmung eines Werkstücks durch die Innenspanneinrichtung auch die Gefahr eines Durchrutschens der Segmentspanneinrichtung 4 auf dem Aufnahmedorn durch stirnseitige und zirkulare Reibkräfte reduziert.In the illustration according to Fig. 3 is the centric position of the tension bolt 7 and the segment clamping device 4 to the spindle flange 2 recognizable. The segment clamping device 4 has three clamping segments 5 and three rubber elements 6, which are arranged symmetrically offset by 120 °. According to the section AA, whose course in Fig. 3 is shown and the in Fig. 4 is shown, it can be seen how the tension bolt 7 abuts flat with its circumferential collar on the clamping segments 5, which are elastically connected to each other by the rubber elements 6. On a conical inner surface 33 of the clamping segments 5, a planar positive connection with the receiving mandrel 3 is provided, which has a corresponding with the clamping segments 5 cone geometry. On a side facing away from the draw bolt 7, the segment clamping device 4 has an end-to-end, flat contact with the ejector ring 17 of the ejector device 16. The ejector device 16 further comprises a plurality of circularly distributed ejector rods 32 which are slidably mounted in the spindle flange 2 and in a securing groove 34, as in Fig. 1 recognizable, intervene. By the securing groove 34, which is in operative connection with the ejector rods 32, a rotational movement of the ejector ring 17 can be prevented, thereby becomes when clamping a workpiece by the inner clamping device and the risk of slippage of the segment clamping device 4 on the mandrel reduced by frontal and circular frictional forces.

Die Auswerferstange 32 ist fest mit dem Grundkörper 26 der Zugeinrichtung 9 verbunden, wobei insbesondere Vorkehrungen an der Auswerferstange 32 und am Grundkörper 26 im Hinblick auf eine Druckbelastung der Auswerferstange 32 getroffen sind.The ejector rod 32 is fixedly connected to the base body 26 of the traction device 9, wherein in particular precautions are taken on the ejector rod 32 and the base body 26 with respect to a pressure load of the ejector rod 32.

Der Grundkörper 26 wird über Führungsschrauben 28 schiebebeweglich gegenüber dem Spindelflansch 2 gelagert, wobei eine Außengeometrie des Grundkörpers 26 in eine entsprechend gestaltete Ausdrehung des Spindelflansches 2 aufgenommen ist. Der Grundkörper 26 ist gegenüber den Führungsschrauben 28 mittels Federelementen 29 vorgespannt, so dass eine Tendenz zur Einnahme einer Ruheposition besteht. In der Ruheposition übt der Zugbolzen 7 keine Zugkräfte auf die Segmentspanneinrichtung aus, während die Auswerferstangen 32 eine Druckkraft auf den Auswerferring 17 und damit auf die Segmentspanneinrichtung 4 ausüben, um diese in eine entspannte und für die Gummielemente 6 nahezu kraftlose Ruheposition zu bringen. Zwischen dem Grundkörper 26 und der Abschlussplatte 25 sind die Kopplungselemente 12 in radialer Richtung schiebebeweglich gelagert, wobei eine Ausschlagbegrenzung der Kopplungselemente 12 durch einen in axialer Richtung in die Abschlussplatte 25 eingepressten Haltebolzen 27 verwirklicht ist. Dabei stehen Schrägflächen 35 der Kopplungselemente 12 in Wirkverbindung mit einer konischen Mantelfläche des Konus 14 der Betätigungsvorrichtung 13, der Konus weist darüber hinaus einen einstückig angebrachten Führungsstab 30 auf, der in einer Führungsbohrung der Abschlussplatte 25 geführt ist.The main body 26 is supported by guide screws 28 slidingly mounted relative to the spindle flange 2, wherein an outer geometry of the base body 26 is received in a correspondingly shaped recess of the spindle flange 2. The main body 26 is biased relative to the guide screws 28 by means of spring elements 29, so that there is a tendency to take a rest position. In the rest position of the tension bolt 7 exerts no tensile forces on the segment clamping device, while the ejector rods 32 exert a compressive force on the ejector 17 and thus on the segment clamping device 4 to bring them into a relaxed and almost completely powerless rest position for the rubber elements 6. Between the base body 26 and the end plate 25, the coupling elements 12 are mounted so as to move in the radial direction, wherein a deflection limit of the coupling elements 12 is realized by a retaining pin 27 pressed into the end plate 25 in the axial direction. Here are inclined surfaces 35 of the coupling elements 12 in operative connection with a conical lateral surface of the cone 14 of the actuator 13, the cone also has an integrally mounted guide rod 30 which is guided in a guide bore of the end plate 25.

Die Betätigungsvorrichtung 13 weist weiterhin eine Rückstellfeder 31 auf, die entgegen einer vom Zugbolzen 7 aufgebrachten, statischen Druckkraft eine Rückstellbewegung der Betätigungsvorrichtung 13 in Richtung des Aufnahmedorns 3 hervorruft. Dadurch kann bei Reduzierung einer Druckkraft des Zugbolzens auf eine Konusstirnfläche 36 der Betätigungsvorrichtung 13 eine Bewegung in Richtung des Aufnahmedorns 3 stattfinden. Die Rückstellung der Kopplungselemente 12 wird damit in radialer Richtung nach innen ermöglicht, wobei dazu nicht dargestellte, am Umfang zwischen den einzelnen Kopplungselementen 12 angebrachte Radialfedern vorgesehen sind.The actuating device 13 further has a return spring 31, which is applied against a static bolt applied by the tension bolt 7 Pressure force causes a return movement of the actuator 13 in the direction of the mandrel 3. As a result, upon reduction of a compressive force of the tension bolt on a cone end face 36 of the actuating device 13, a movement in the direction of the receiving mandrel 3 can take place. The provision of the coupling elements 12 is thus made possible in the radial direction inwardly, not shown, provided on the circumference between the individual coupling elements 12 radial springs are provided.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 5 ist erkennbar, wie die Innenspanneinrichtung 1 an einem Spannfutter 10 angebracht ist, wobei die Wälzkörper 19 des Konusrings 18 in formschlüssigem Kontakt mit einem Aufnahmekonus 37 des Spannfutters 10 in Wirkverbindung stehen. Weiterhin ist vorgesehen, dass die dem Zentrierdorn 8 zugewandte Planfläche 21 plan auf einer Spannfutterstirnfläche 38 anliegt. Die Kopplungselemente 12 werden durch den Konus 14 radial nach außen gepresst und gehen eine formschlüssige Verbindung mit einem nach innen gewandten, umlaufenden Bund eines Zugrohradapters 39 ein.In the presentation according to Fig. 5 can be seen how the inner clamping device 1 is attached to a chuck 10, wherein the rolling elements 19 of the cone ring 18 are in positive contact with a receiving cone 37 of the chuck 10 in operative connection. It is further provided that the centering pin 8 facing flat surface 21 rests flat on a chuck end face 38. The coupling elements 12 are pressed radially outward by the cone 14 and form a positive connection with an inwardly directed circumferential collar of a draw tube adapter 39.

Für eine Bewegung der Kopplungselemente 12 in eine formschlüssig mit dem Zugrohradapter 11 verriegelte Position wird von dem Zugbolzen 7 eine Druckkraft auf die Konusstirnfläche 36 ausgeübt, die zu einer Bewegung der Betätigungsvorrichtung 13 führt, wobei durch eine Wirkverbindung zwischen dem Konus 14 und den Schrägflächen 35 der Kopplungselemente 12 die gewünschte radiale Linearbewegung der Kopplungselemente erzielt wird.For a movement of the coupling elements 12 in a form-locking with the drawtube 11 locked position is exerted by the tension bolt 7, a compressive force on the cone end face 36, which leads to a movement of the actuator 13, wherein by an operative connection between the cone 14 and the inclined surfaces 35 of Coupling elements 12, the desired radial linear movement of the coupling elements is achieved.

Für eine Nutzung der Innenspanneinrichtung sind folgende Schritte vorgesehen: zunächst wird ein Spannfutter 10 mittels Halteschrauben 41 fest auf einer Arbeitsspindel 40 angebracht und in bekannter Weise zentrisch und axial ausgerichtet. Anschließend wird die Innenspanneinrichtung 1, vorzugsweise ohne Segmentspanneinrichtung 4 und ohne Zugbolzen 7, in den Aufnahmekonus 37 des Spannfutters 10 eingesetzt und mit den Befestigungsschrauben 23 fest an dem Spannfutter 10 angebracht. Dabei wirken der Aufnahmekonus 37, der Konusring 18 und die Wälzkörper 19 zusammen mit dem Zentrierdorn 8 des Spindelflansches 2 so zusammen, dass eine reproduzierbare und hochgenaue Zentrierung des Spindelflansches 2 an dem Spannfutter 10 erreicht werden kann. In dieser Ausgangslage ist der Konus 14 bedingt durch die Druckkräfte der Rückstellfeder 31 in eine Ruheposition verbracht, ebenso liegt die Zugeinrichtung 9 mit ihrer Stirnfläche flächig an einer Innenfläche des Spindelflansches 2 an, was durch die Federelemente 29 der Führungsschrauben 28 bewirkt wird.For use of the inner clamping device, the following steps are provided: first, a chuck 10 is fixedly mounted by means of retaining screws 41 on a work spindle 40 and aligned in a known manner centric and axial. Subsequently, the inner clamping device 1, preferably without segment clamping device 4 and without Draw bolt 7, inserted into the receiving cone 37 of the chuck 10 and fixedly attached to the chuck 10 with the mounting screws 23. In this case, the receiving cone 37, the cone ring 18 and the rolling elements 19 together with the centering mandrel 8 of the spindle flange 2 cooperate so that a reproducible and highly accurate centering of the spindle flange 2 on the chuck 10 can be achieved. In this initial position of the cone 14 is spent due to the compressive forces of the return spring 31 in a rest position, as is the drawbar 9 with its face flat against an inner surface of the spindle flange 2, which is effected by the spring elements 29 of the guide screws 28.

In einem nachfolgenden Schritt wird die Segmentspanneinrichtung 4 locker von Hand auf den Aufnahmedorn 3 aufgeschoben und der Zugbolzen 7 in die entsprechende Bohrung des Aufnahmedorns gesteckt. Ein Gewindeabschnitt des Zugbolzens 7 tritt in formschlüssige Wirkverbindung mit einem im Grundkörper 26 vorgesehenen Gewinde, so dass bei Rotation des Zugbolzens 7 in Schraubrichtung eine kombinierte rotatorische und translatorische Bewegung in Richtung des Konus 14 durchgeführt wird. Dabei ist der Zugbolzen so dimensioniert, dass ein Druckstempel 42, der auf die Konusstirnfläche 36 drückt, den Konus 14 aus der Ruheposition entgegen der Rückstellkraft der Rückstellfeder 31 bewegt, wodurch die Schrägflächen 35 der Kopplungselemente 12 an der konusförmigen Mantelfläche des Konus 14 entlang gleiten und durch Keilkräfte radial nach außen gedrückt werden. Dadurch kommt der gewünschte Formschluss der Kopplungselemente 11 mit dem nach innen gerichteten, umlaufenden Bund des Zugrohradapters 39 zustande, wobei der Zugrohradapter an einer nicht näher dargestellten Schnittstelle mit einem insbesondere hydraulischen betätigbaren Zugrohr der Arbeitsspindel 40 gekoppelt ist.In a subsequent step, the segment clamping device 4 is loosely pushed by hand onto the mandrel 3 and the tension bolt 7 is inserted into the corresponding bore of the mandrel. A threaded portion of the tension bolt 7 enters positive engagement with a provided in the base body 26 thread, so that upon rotation of the tension bolt 7 in the screwing a combined rotational and translational movement in the direction of the cone 14 is performed. In this case, the tension bolt is dimensioned such that a pressure piston 42, which presses on the cone end face 36, the cone 14 moves from the rest position against the restoring force of the return spring 31, whereby the inclined surfaces 35 of the coupling elements 12 slide on the conical lateral surface of the cone 14 and be pressed by wedge forces radially outward. This results in the desired positive connection of the coupling elements 11 with the inwardly directed, circumferential collar of the draw tube 39, wherein the draw tube is coupled to an interface not shown in detail with a particular hydraulically actuated drawpipe 40 of the work spindle.

Sobald die Kopplungselemente 12 den formschlüssigen Eingriff zu dem Zugrohradapter 11 hergestellt haben, ist die Innenspanneinrichtung betriebsbereit, ein Werkstück kann mit seiner Innenkontur auf die Segmentspanneinrichtung 4 aufgesetzt werden. Durch Ausüben einer Zugkraft über das nicht dargestellte Zugrohr auf den Zugrohradapter 11 und von dort auf die Zugeinrichtung 9 wird eine Zugkraft auf den Zugbolzen 7 ausgeübt, der seinerseits die Segmentspanneinrichtung 4 auf den Aufnahmedorn 3 presst. Mittels der dadurch auftretenden Keilkräfte erfolgt eine Aufweitung des Durchmessers der Segmentspanneinrichtung 4. Somit kann eine kraft- und/oder formschlüssige Klemmung einer Innengeometrie des Werkstücks mit hoher Rundlaufgenauigkeit und einer durch eine axiale Verschiebebewegung der Segmentspanneinrichtung hervorgerufene axialen Positionierung des Werkstücks erzielt werden kann.As soon as the coupling elements 12 have produced the positive engagement with the draw tube adapter 11, the inner clamping device is ready for operation, a workpiece can be placed with its inner contour on the segment clamping device 4. By exerting a tensile force on the drawpipe not shown on the drawbar 11 and from there to the drawbar 9, a tensile force is exerted on the tension bolt 7, which in turn presses the segment clamping device 4 on the mandrel 3. Thus, a positive and / or positive clamping of an internal geometry of the workpiece with high concentricity and caused by an axial displacement movement of the segment clamping device axial positioning of the workpiece can be achieved by means of the wedging forces occurring.

Nach Beendigung einer an den Klemmvorgang anschließenden Bearbeitung des Werkstücks kann, insbesondere durch hydraulische Stellkräfte, eine Druckkraft auf die Zugstange der Arbeitsspindel 40 ausgeübt werden. Diese Druckkraft wird über den Zugrohradapter 11 auf die Kopplungselemente 12 und damit auf die Zugeinrichtung übertragen. Dadurch wird einerseits der Zugbolzen 7, der im Grundkörper der Zugeinrichtung 9 verschraubt ist und flächig an der Anbindungsstelle des Druckstempels 42 gegenüber dem Grundkörper anliegt, mit einer Druckkraft beaufschlagt und entfernt sich von der Segmentspanneinrichtung 4. Zudem wird die Druckkraft auch auf die Auswerferstangen 32 ausgeübt, die ihrerseits diese Druckkraft auf den Auswerferring 17 ableiten. Dadurch kommt es zu einer Druckkraft auf die Segmentspanneinrichtung, die in Richtung der Verjüngung des Aufnahmedorns 3 gepresst wird und somit eine Durchmesserreduktion erfährt. Damit kann das von der Innenspanneinrichtung aufgenommene Werkstück abgespannt und abgenommen werden.After completion of a subsequent to the clamping operation of the workpiece can, in particular by hydraulic actuating forces, a compressive force on the pull rod of the work spindle 40 are exercised. This pressure force is transmitted via the draw tube 11 to the coupling elements 12 and thus to the pulling device. As a result, on the one hand, the tension bolt 7, which is screwed into the main body of the traction device 9 and abuts flat against the base body at the point of attachment of the plunger 42, subjected to a compressive force and moves away from the segment clamping device 4. In addition, the pressure force is exerted on the ejector rods 32 , which in turn derive this compressive force on the ejector ring 17. This results in a compressive force on the segment clamping device, which is pressed in the direction of the taper of the mandrel 3 and thus undergoes a diameter reduction. Thus, the recorded by the inner clamping device workpiece can be removed and removed.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist anstelle des Konus 14 eine Nockenscheibe vorgesehen, der Zugbolzen 7 wird mittels eines Bajonettverschlusses in den Grundkörper 26 der Betätigungsvorrichtung 13 verriegelt und betätigt dabei die Nockenscheibe, die ihrerseits mit Erhöhungen und Vertiefungen versehen ist, um in einem begrenzten Drehwinkelbereich ein formschlüssiges oder kraftschlüssiges, d.h. zwangsgesteuertes oder zwangfreies Ein- und Ausfahren der Kopplungselemente zu 12 bewirken.In an embodiment of the invention, not shown, a cam disc is provided instead of the cone 14, the tension bolt 7 is locked by means of a bayonet lock in the main body 26 of the actuator 13 and thereby actuates the cam disc, which in turn is provided with elevations and depressions to a limited Rotation angle range a positive or non-positive, ie effect positively controlled or compulsory retraction and extension of the coupling elements to 12.

Claims (16)

1. Inner chucking device comprising:

   - a spindle flange (2) which has an at least partly conical mounting mandrel (3) attached at the end face,

   - a segmented chucking device (4) which is movable on the mounting mandrel (3) between a rest position and an operational position and has at least two dimensionally stable chucking segments (5) coupled to one another elastically,

   - a draw bolt (7) for transmitting actuating forces to the segmented chucking device (4), characterized by

   - an at least partly frustoconical centring mandrel (8) which is attached to an end face of the spindle flange (2) facing away from the mounting mandrel (3).
2. Inner chucking device according to Claim 1, characterized in that the draw bolt (7) is connected to a draw device (9) which has an interface for coupling a draw tube adapter (11) provided in a chuck (10).
3. Inner chucking device according to Claim 2, characterized in that coupling elements (12) movable between a fitted position and an operational position for interacting with the draw tube adapter (11) are provided on the draw device (9).
4. Inner chucking device according to Claim 3, characterized in that the coupling elements (12) are attached to the draw device (9) in a radially displaceable manner.
5. Inner chucking device according to Claim 3 or 4, characterized in that the coupling elements (12) each have at least one locking geometry acting in a form-fitting manner.
6. Inner chucking device according to one of Claims 3 to 5, characterized in that an actuating device (13) operatively connected to the coupling elements (12) is provided.
7. Inner chucking device according to Claim 6, characterized in that the actuating device (13) is provided for exerting radial forces on the coupling elements (12).
8. Inner chucking device according to Claim 7, characterized in that the actuating device (13) is designed at least partly as a cone (14) which is in operative connection, at least temporarily, with corresponding surfaces of the coupling elements (12).
9. Inner chucking device according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the draw bolt (7) is provided for activating the actuating device (13).
10. Inner chucking device according to one of Claims 2 to 9, characterized in that the draw device (9) is provided on guide devices (28) of the spindle flange (2) in such a way as to be displaceable in the direction of a centre longitudinal axis (20) between a chucking position and an ejecting position.
11. Inner chucking device according to Claim 10, characterized in that spring means (29) are provided for positioning the draw device (9) in the chucking position or the ejecting position.
12. Inner chucking device according to one of Claims 2 to 11, characterized in that at least one ejector device (16) is attached to the draw device (9), said ejector device (16) being at least temporarily connected to the segmented chucking device (4).
13. Inner chucking device according to Claim 12, characterized in that an ejector ring (17) for uniformly applying force to the segmented chucking device (4) is provided between the ejector device (16) and the segmented chucking device (4).
14. Inner chucking device according to one of Claims 6 to 13, characterized in that the draw bolt (7) is provided for exerting an actuating force on the actuating device (13) in the direction of its centre longitudinal axis (20).
15. Inner chucking device according to one of the preceding claims, characterized in that a cone ring (18) having rolling elements (19) for low-friction and central support on a mounting cone of the chuck (10) is attached to the centring mandrel (8).
16. Chucking system comprising a chuck (10) which has an interface for fastening to a work spindle (40) and an adapter device for a draw tube of the work spindle (40), and comprising an inner chucking device according to one of the preceding claims for attaching to the chuck (10).

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